使用压电纳米粒子提供深部脑刺激
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2023-01-09 16:28:23
摘要 韩国浦项科技大学的一组研究人员与佐治亚理工学院的一位同事合作，开发了一种无需手术即可进行深部脑刺激的方法。在他们发表在《自然生物医
韩国浦项科技大学的一组研究人员与佐治亚理工学院的一位同事合作，开发了一种无需手术即可进行深部脑刺激的方法。在他们发表在《自然生物医学工程》杂志上的论文中，该小组描述了让压电纳米粒子穿过血脑屏障 (BBB) 并使用超声波脉冲使其产生电脉冲。
先前的研究表明，对大脑的某些部位施加少量电流可以治疗患有癫痫或帕金森病等脑部疾病的人。不幸的是，这种治疗涉及植入微小电极的脑部手术，这会给患者带来许多风险。在这项新的努力中，在韩国工作的团队开发了一种无需手术即可进行深部脑刺激的方法。
研究人员开发了一种特殊类型的压电纳米粒子，可以进入大脑。纳米粒子属于在受到超声波刺激时会发光的类型。先前的研究表明，一氧化氮由于反应性很强，可以在短时间内破坏 BBB 的功能。为了让他们的纳米粒子能够通过 BBB，研究人员在它们上面涂上钛酸钡，然后再涂上一层与聚多巴胺混合的一氧化氮。
研究人员首先对他们的纳米粒子进行几次超声波振动测试。他们发现响应符合预期;排放一氧化二氮和直流电。接下来，他们通过将其中几个纳米粒子放入装有神经元样细胞的培养皿中来测试他们的纳米粒子，发现当应用超声波时，细胞内 Ca 2+通道的浓度增加，表明细胞已如预期那样受到电刺激。
接下来，研究人员将他们的纳米粒子注射到测试小鼠体内，随后证实纳米粒子已经通过了 BBB。随后，他们通过从外部来源应用超声波来引导纳米粒子直接向大脑发射电流，从而导致多巴胺水平增加。最后，研究人员测试了帕金森小鼠模型在通过纳米颗粒进行深部脑刺激并发现运动功能有所改善后的行为。
需要进行更多测试，但研究人员相信他们已经找到了一种无需手术即可为患者提供深部脑刺激的方法。
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